Обзор блокировок дифференциала

Изучаем самоблокирующийся дифференциал. Чем отличаются дифференциалы разных типов, каковы их достоинства и недостатки, как определяется коэффициент блокировки, как подобрать самоблок для своего автомобиля.

Ахиллесова пята

Для простоты понимания проблемы свободных дифференциалов, используемых на большинстве автомобилей, рассмотрим пример с их межколесными представителями — поскольку межосевые собратья на полноприводных машинах работают аналогично.

Межколесный дифференциал обеспечивает разность частот вращения ведущих колес в повороте. Это важно для борьбы с так называемым паразитным крутящим моментом и для сохранения управляемости автомобиля. Ведь в повороте внешнее колесо идет по более длинной дуге, нежели внутреннее, и при равенстве частот вращения неизбежна пробуксовка.

Материалы по теме

Лада 4х4

Схема работает гладко, пока одно из колес не теряет сцепление с дорогой. К примеру, когда правые колёса автомобиля стоят на асфальте, а левые — на льду. В силу своей конструкции обычный дифференциал имеет чрезмерную свободу. Стоящее на льду колесо будет беспомощно вращаться, а опирающееся на асфальт останется неподвижным.

Стремление решить проблему привело инженеров к созданию дифференциалов двух новых видов — с принудительной блокировкой и самоблокирующихся, повышенного трения (LSD, Limited-Slip Differential). Вторая группа получила большее распространение. Такие дифференциалы работают автономно и не требуют какого-либо внешнего привода. Их устанавливают серийно на многие спортивные легковые автомобили и кроссоверы. А можно самому приобрести и установить самоблок на свою машину. Самые ходовые — червячные (винтовые) и дисковые.

Дифференциалы LSD делятся на две группы по принципу действия: срабатывающие от изменения крутящего момента и от разницы угловых скоростей. Винтовые относятся к первой, а дисковые — ко второй.

Рекомендации по выбору самоблокирующегося дифференциала ВАЛ-РЕЙСИНГ по условиям эксплуатации (использования) автомобиля.

Рекомендация: При выборе блокировки обратите внимание на то, как Вы планируете использовать автомобиль, это поможет Вам сделать правильный выбор.

ВИНТОВЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЫ.

Для упрощения выбора, в классификацию винтовых дифференциалов ВАЛ-РЕЙСИНГ  с 2019 года включено понятие «СТЕПЕНЬ БЛОКИРОВАНИЯ».

СТЕПЕНЬ БЛОКИРОВАНИЯ

это потребительская характеристика, отражающая применимость дифференциала, в определенных потребителем эксплуатационных условиях использования автомобиля. Напрямую зависит от коэффициента  блокирования дифференциала.

КОЭФФИЦИЕНТ БЛОКИРОВАНИЯ

максимально возможная разница в крутящих моментах (или силе тяги на колёсах), в рамках которой дифференциал повышенного трения может обеспечить их взаимную блокировку.

Начальный момент трения – “Преднатяг”

Все дифференциалы собираются с начальным моментом трения:

  • размерность дифференциала ВАЗ – до 5 килограмм;
  • размерность дифференциала УАЗ – до 6 килограмм.

Дискотека

Вариантов конструкции дисковых самоблоков масса, но основа их едина: в обычный свободный дифференциал добавлены два пакета фрикционных дисков, которые обеспечивают блокировку узла при пробуксовке одного из ведущих колес.

Материалы по теме

Каждый пакет расположен между корпусом дифференциала и одной из полуосевых шестерён. По конструкции он напоминает фрикционные муфты в автоматических коробках. Одна часть дисков в пакете находится в зацеплении с полуосевой шестерней, а другая — с корпусом дифференциала. При обычном движении автомобиля (например, в повороте) фрикционы разжаты и самоблок никак себя не проявляет: сателлиты обеспечивают разную частоту вращения колес. Но при пробуксовке одного из колес пакеты дисков сжимаются — и полуосевые шестерни обретают прямую связь с вращающимся корпусом дифференциала.

Основное сжатие дисков происходит за счет осевого смещения шестерней полуоси. Последние являются конусными, как и шестерни сателлитов. При передаче момента через такое зубчатое зацепление кроме центробежной силы возникает и осевая. Она стремится развести шестерни. Сателлиты закреплены на своих осях и не могут смещаться. Зато на это способны их полуосевые сёстры, ведь они подвижны на шлицах приводов колес. В результате расхождения к стенкам дифференциала шестерни сжимают свои пакеты фрикционов.

В некоторых самоблоках первоначальное поджатие фрикционов обеспечивает пружина между полуосевыми шестернями. В других вместо них использованы конические пружинные кольца, которые также создают определенный преднатяг. Есть конструкции с замысловатым центральным блоком (см. схему 1), в котором ось сателлитов при смещении, к примеру, во время резкого ускорения автомобиля разжимает большие полукольца — и они сдавливают пакеты фрикционов. Это происходит в дополнение к их сжатию полуосевыми шестернями при пробуксовке колеса.

Самоблоки: все, что вам нужно знатьДисковый самоблокирующийся дифференциал (схема 1): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — левый пакет дисковых фрикционов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — правый пакет дисковых фрикционов; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца блока сателлитов.

Дисковый самоблокирующийся дифференциал (схема 1): 1 — корпус дифференциала; 2 — левая полуосевая шестерня; 3 — левый пакет дисковых фрикционов; 4 — правая полуосевая шестерня; 5 — правый пакет дисковых фрикционов; 6 — ось блока сателлитов; 7 — раздвижные полукольца блока сателлитов.

Симметричные дифференциалы

Чем больше величина коэффициента блокировки, тем лучше проходимость. А во время движения по ровной дороге по асфальту большой коэффициент наоборот ухудшает управление и динамику транспортного средства, потому что момент отстающего колеса момент в несколько раз больше, что способствует выталкиванию машины из поворота. В таком случае идет повышенный износ резины из-за пробуксовок, идет нагрузка на узлы привода, уменьшается коэффициент полезного действия и увеличивается расход топлива.

Преднатяг дифференциала — это, своего рода, взаимная уступка между комфортом управления и тяговой мощностью автомобиля.

А вы знаете, где находится номер двигателя в вашем автомобиле? В некоторых марках и моделях, он выбит в месте соединения мотора и коробки.

Принцип работы блокировки дифференциала

Автомобили, в большинстве своем, перемещаются по дороге прямолинейно либо поворачивает. Но бывает едет по бездорожью или попадает одним колесом в болото или лед, тогда дифференциал сыграет не в пользу автомобиля. Он попросту отправит весь крутящий момент на колесо с меньшим сопротивлением. И сила тяги будет стихать, приводя крутящий момент к абсолютному нулю.

Вот для чего придумали блокировку дифференциала, — ради абсолютного контроля над «ходовой», чтобы проехать там, куда обычный внедорожник даже не посмотрит. Установив блокировку, появиться возможность контролировать и распределять крутящий момент, передаваемый к полуосям и приводным колесам.

Как же возможно, все таки, блокировать дифференциал. Ну для начала, стоит предупредить, если у вас ручная блокировка, то задействовать такой механизм можно исключительно в состоянии покоя автомобиля. Иначе поломанная полуось и «сорванный» дифференциал обеспечены. Принцип сводится к тому, что блокируя дифференциал, мы распределяем крутящий момент поровну между колесами автомобиля — и тем колесом, что стоит хорошо на поверхности и тем, что попало, например, в болото, скользкий участок или висит в воздухе. И то колесо, которое не двигалось, начинает крутится, машина выезжает с проблемной зоны.

Таблица подбора дифференциал VAL-RACING по преднатягу.

Информация по классам.

СТАНДАРТ (гражданское) – Использование автомобиля в городских условиях с выездами на природу, дачу и т.п. Активное использование в зимних условиях. Пробег до 30% по бездорожью.

ТУРИЗМ – Использование автомобиля для коммерческих целей и активного отдыха (ремонтные подразделения, экологические службы, МЧС, лесники, сельская медицина, охотники, рыбаки, туристы и т.п).

До 70% бездорожья. Бюджетный вариант на Ниву и УАЗ. Устанавливается одна блокировка на задний мост с коэффициентом блокирования 0,7.

СПОРТ – Участие в спортивных соревнованиях.

Для участия в автоспортивных мероприятиях ралли-кросс, раллийных или спринт гонках на переднеприводные автомобили желательно устанавливать дисковую блокировку.

Марка, модель автомобиля. Стандарт Туризм Спорт
Передняя ось Задняя ось Передняя ось Задняя ось Передняя ось Задняя ось
ВАЗ 2101-2107 Тип А, ПН 4,5-6 кг/м Тип А, ПН 5-7 кг/м Тип М, ПН до 10 кг/м
LADA 4×4, Chevrolet NIVA Тип А, ПН 4,5-6 кг/м Тип B, ПН 5-6 кг/м Тип А, ПН до 10 кг/м Тип B, ПН 5-7 кг/м Тип М, ПН до 10 кг/м
ВАЗ 2108-21099, LADA Samara, 110, Приора, Калина, Гранта* Тип С, ПН 3,5-5 кг/м Тип С, ПН 4,5-6 кг/м Тип С, ПН до 10 кг/м
УАЗ “Спайсер” Тип J, ПН 4,5-6 кг/м Тип J, ПН 4,5-5,5 кг/м Тип J, ПН 6-8 кг/м Тип N, ПН 5-7 кг/м Тип N, ПН 10 кг/м*
Газель, Соболь
Тип L, ПН 4,5-6 кг/м Тип L, ПН до 10 кг/м
УАЗ “Редукторный” Тип I, ПН 4,5-6 кг/м Тип I, ПН 4,5-5,5 кг/м Тип I, ПН 6-8 кг/м Тип O, ПН 5-7 кг/м Тип O, ПН 10 кг/м*

Тип A,C,B,J,I – соответствуют определенным маркам автомобилей и коэффициенту блокирования до 50% или 0,5.

Тип M,N,O – УКБ (увеличенный коэффициент блокирования) соответствуют определенным маркам автомобилей и коэффициенту блокирования до 70% или 0,7.

Дисковая блокировка коэффициент блокировая до 90%, с возможностью настройки “Старт”, “Тормоз” и “Универсал”.

ПН- предварительный натяг.

* ВНИМАНИЕ! Натяг после 8,5кг/м может работаеть с некорторым характерным шумом. Выставляется только по желанию клиента в категории спорт. Шумы на высоких натягах не является гарантийным дефектом.

Виды блокировок дифференциала

Есть несколько видов блокировки:

  • Полная. Напрямую подсоединить корпус к полуоси, которая получает основную нагрузку и жестко его закрепить. Т.е. передать крутящий момент, как он есть, на колеса.
  • Частичная. Ограничить в планетарном механизме вращение сателлитов. При этом заблокировать дифференциал получиться частично, а значит и крутящий момент перераспределить также частично, но большую его часть перенаправить на колесо со сцеплением.

По способу включения бывают:

  • ручной блокировки;
  • автоматической (самоблокирующей).

Привод ручной блокировки может быть:

  • механический;
  • электрический;
  • гидравлический;
  • пневматический.

Как правило ручная блокировка происходит за счет кулачкового механизма. Он приводит в действие принудительную блокировку дифференциала, с помощью переключателя на приборной панели или рычажного механизма. Т.е. водитель вручную должен активировать блок. Никаких датчиков и напоминаний. Механизм универсален для применения.  Водитель, включая специальную муфту, соединяет полуось с корпусом дифференциала, и момент передается на прямую без участия сателлитов.

Если Вы купили автомобиль со значком «полный привод», это еще вовсе не значит, что на нем установлена блокировка дифференциала. К сожалению, не все любители 4Х4 об этом знают. Поэтому внедорожник, повисший в диагональном вывешивание в колее грунтовой дороги, совсем не редкость. В этой ситуации колеса, находящие в воздухе, энергично крутятся, а те, что плотно прижаты к земле, стоят без участия. Почему же так происходит?

Для городских автомобилей, вполне достаточно штатного дифференциала. Если на заснеженной трассе встретился участок со льдом, они передадут большую часть крутящего момента колесу, оставшемуся на твердой поверхности. Но для поездок по сложному бездорожью, или размытой грунтовке, этого мало.

Поэтому изобрели механизмы, которые по ситуации, или по желанию водителя, могут осуществить блокировку, у полноприводных монстров даже на выбор, заднего или переднего дифференциала и блокировку межосевого дифференциала.

Таблица типов дифференциалов “VAL-racing” и моделей автомобилей.

Таблица “Применяемости самоблокирующихся дифференциалов “VAL-racing” в модельном ряду автомобилей”.

Первая буква серийного номера. Обозначение Модель автомобиля Тип дифференциала
А 2101 ВАЗ2101-07, (задний мост) LADA 4×4, Chevrolet NIVA, ВИС и ИЖ (задний привод). винтовой
М 2101УКБ ВАЗ2101-07, (задний мост) LADA 4×4, Chevrolet NIVA, ВИС и ИЖ (задний привод). винтовой, с увеличенным коэффициентом блокировки
E 2101СПОРТ ВАЗ2101-07, (задний мост) LADA 4×4, Chevrolet NIVA, ВИС и ИЖ (задний привод). Дисковый
С 2108 ВАЗ2108-99, LADA110, КАЛИНА, ГРАНТА, ПРИОРА (кроме АКПП), Самара, Богдан, ВИС(передний привод) винтовой
F 2108СПОРТ ВАЗ2108-99, LADA110, КАЛИНА, ГРАНТА, ПРИОРА (кроме АКПП), Самара, Богдан, ВИС(передний привод) Дисковый
G 2108СC ВАЗ2108-99, LADA110, КАЛИНА, ГРАНТА, ПРИОРА (кроме АКПП), Самара, Богдан, ВИС(передний привод) Дисковый с приводом спидометра
V 2108У ВАЗ2108-99, LADA110, КАЛИНА, ГРАНТА, ПРИОРА (кроме АКПП), Самара, Богдан, ВИС(передний привод) винтовой, с увеличенным коэффициентом блокировки
В 2123 (Передний мост) Chevrolet NIVA винтовой
S 2123УКБ (Передний мост) Chevrolet NIVA винтовой, с увеличенным коэффициентом блокировки
P 2123СПОРТ (Передний мост) Chevrolet NIVA Дисковый
J 3160 УАЗ мост “Спайсер” (устанавливается без регулировочного кольца); мост “Гражданский” (при установке, используется регулировочное кольцо). винтовой
N 3160УКБ УАЗ мост “Спайсер” (устанавливается без регулировочного кольца); мост “Гражданский” (при установке, используется регулировочное кольцо). винтовой, с увеличенным коэффициентом блокировки
I 469 УАЗ мост “Редукторный” винтовой
O 469УКБ УАЗ мост “Редукторный” винтовой, с увеличенным коэффициентом блокировки
D ОКА для автомобилей ОКА винтовой
L ГАЗ ГАЗЕЛЬ, СОБОЛЬ, БАРГУЗИН (устанавливается без регулировочного кольца) винтовой
Н

КПП F16F18F2

(НОВИНКА)

для Opel Astra, Vectra, Kadet, Acsona, Calibra; Chevrolet Lanos, Lacetti; Daewoo Nexia, Nubira, Chevrolet Kruze(НОВИНКА)

винтовой
R КПП MQ-200

для SKODA FABIA, VW POLO, SEAT IBICA (по специальному заказу)

дисковый
U SUZUKI GRAND VITARA/Эскудо

для SUZUKI GRAND VITARA выпуска с мая1988-до мая 2005 года, с номерами кузова, оканчивающегося на 1 и 2 ( ТА-01, ТD-02, TL-02). (ОГРАНИЧЕНИЯ смотри примечание); Chevrolet Tracker (1998-2004г.); MAZDA Proceed Levante (1991-1999г.)

винтовой
T KIA SORENTO для KIA SORENTO винтовой
W CITROEN (НОВИНКА) для CITROEN, PEUGEOT с коробками (BE3 G/BOX) винтовой

ПРИМЕЧАНИЕ: Дифференциал “VAL-racing” не устанавливается на SUZUKI GRAND VITARA:
1. Первые года выпуска ( до1988) ;
2. Автомобили с механической коробкой передач, как правило с объемом двигателя более 2,4 литра. (Перед покупкой и установкой, требуется проверка возможности установки непосредственно на конкретном автомобиле)! 
3. Особое ограничение – Витара XL-7 (пятидверная – удлинённый кузов).

На своем месте

Материалы по теме

001

Если конкретная модель автомобиля обделена дифференциалом повышенного трения (LSD), а владелец хочет его заполучить, чтобы увереннее чувствовать себя на бездорожье или получать больше удовольствия от езды по гоночному треку, есть несколько путей решения проблемы.

Подбор самоблока зависит от режима эксплуатации машины. Если это обычная повсе­дневная езда и любительские соревнования в различных дисциплинах, то первым делом нужно изучить все существующие модификации автомобиля. Возможно, что некоторые версии получают LSD на заводском конвейере, но не поставляются на наш рынок. В этом случае можно заказать самоблок по каталогу или поискать бывший в употреблении. Лучше брать новый: это дороже, но будет уверенность, что он встанет на автомобиль как родной. Еще важнее другое: производитель тестировал машину с таким дифференциалом, подбирал его вид (дисковый или винтовой) и характеристики, чтобы по-настоящему раскрыть потенциал машины.

Случаются парадоксы: достоинство узла в определенных условиях становится его недостатком

Если заводского варианта нет, то предпочтительнее взять винтовой дифференциал типа Torsen T2/Quaife. Он проще и значительно дешевле версии T1, но при этом не сильно отстает по характеристикам. Аналогичные дифференциалы предлагает масса других производителей. Среди достоинств такого самоблока — быстрое, но мягкое и прогнозируемое срабатывание, широкий диапазон изменения момента на колесах, внушительный ресурс и надежность. При подборе дифференциала рекомендуется ограничиться преднатягом до 7 кг. Иначе его ресурс будет заметно ниже из-за повышенного износа внутренних элементов — без получения заметных ездовых дивидендов.

Если же нужна подготовка под професси­ональный уровень соревнований на бездорожье и треке, лучше выбрать дисковый самоблок. Рынок предлагает много подобных узлов. Частенько такие самоблоки имеют преднатяг от 10 кг. Благодаря этому они отлично работают в условиях соревнований — но при этом крайне непрактичны в повседневной езде, так как блокируются слишком рано и жестко. Дисковые дифференциалы проще переваривают высокую степень преднатяга, однако она достаточно быстро проседает. Для ее восстановления потребуется снятие и полная разборка узла.

КЛАССОВОЕ ДЕЛЕНИЕ

Коэффициент блокировки (КБ) — одна из двух основных характеристик самоблокирующегося дифференциала. КБ характеризует соотношение моментов на отстающем колесе (имеет хорошее сцепление с дорогой) и на забегающем (потеряло сцепление). Для свободного межколесного дифференциала он равен единице — дифференциал всегда делит крутящий момент между осями поровну. Для самоблоков КБ обычно составляет от 1 до 5. То есть при наивысшем коэффициенте такой дифференциал может реализовать на отстающем колесе в пять раз больше крутящего момента, чем на забегающем.

Некоторые производители указывают КБ в процентах. Если конкретный дифференциал имеет коэффициент 30%, то он может передать максимум 65% момента на колесо с лучшим сцеплением (стандартные 50% плюс 30% от оставшейся половины, то есть еще 15%). Если КБ равен 70%, то этому колесу достанется до 85% усилия (50% + 35%).

КБ зависит от конструктивных особенностей дифференциала. Для червячных (винтовых) узлов это в первую очередь угол нарезки зубьев на шестернях, а для дисковых — конфигурация фрикционов.

Другая важная характеристика дифференциала — преднатяг. Чем он больше, тем значительнее первоначальный момент внутреннего трения в узле. В основном он зависит от тех же особенностей, что и КБ. Однако современные самоблоки всё чаще имеют в своей схеме регулировочные шайбы. Они стоят между полуосевыми шестернями и дополнительно их распирают, увеличивая преднатяг, который можно подгонять под любые условия эксплуатации.

Дополнительный плюс конструкции с шайбами — возможность продлить жизнь дифференциала. Со временем неизбежен износ зубьев червяков и фрикционных дисков, который снижает преднатяг и эффективность работы узла. Замена пружинных конических шайб, которые тоже ослабевают, вновь взбодрит самоблок, если подобрать необходимое количество шайб и их толщину. Важно учитывать, что увеличенный преднатяг всегда повышает нагрузку на любой дифференциал, что неизбежно усиливает его износ и сокращает ресурс.

Благодарим за помощь в подготовке материала «КПП Сервис» (www.vaz08–15.ru).

Фото: компании-производители

Как выбрать преднатяг дифференциала

Можно установить преднатяг от 5 до 11-12, но это максимальные значения устанавливают для спортивных автомобилей. Среднее значение 7-8 кг.

Чем выше установленное значение, тем раньше и быстрее срабатывает дифференциал. Это очень удобно во время управления по бездорожью, но довольно опасно во время езды на хорошей дороге. Это важно, если в автомобиле установлена самоблокировка в передний мост, так как это может привести к ненужному рывку на руле.

Если вы эксплуатируете автомобиль большую часть времени по бездорожью, то установленный больший преднатяг дифференциала отлично будет помогать преодолевать дорожные препятствия.

Если, в основном, эксплуатация автомобиля проходит по, относительно, хорошим дорогам, то надо устанавливать предварительный натяг поменьше.

Выбор варианта дифференциала для Лады Гранта. Со штатным дифференциалом поднятое домкратом колесо вращается, которое на земле стоит. С новым самоблокирующимся дифференциалом Val-Racing с установленным натягом 6 кг поддомкраченный автомобиль поехал, так как колесо, которое на асфальте тоже вращается.

Как выбрать блокировку для своего автомобиля (очень полезное видео-советую посмотреть).

 Тест-драйв автомобиля НИВА с винтовыми блокировками

Как можно измерить подручными средствами установленный преднатяг на автомобиле

Автор публикации

15
Комментарии: 25Публикации: 324Регистрация: 04-03-2016

Есть вопросы?

показать форму и задать вопрос

Вы можете задать нам вопрос(ы) с помощью следующей формы.

Имя:

E-mail:

Пожалуйста, сформулируйте Ваши вопросы относительно Описание и принцип работы блокировки Val-racing:

Плюсы и минусы самоблокирующегося дифференциала

Как и, любое устройство, самоблок имеет свои преимущества и недостатки.

Плюсы:

  • повышение проходимость и управляемости автомобиля;
  • автоматизация всего процесса;
  • улучшение динамики при разгоне;
  • устранение, хоть и частичное, пробуксовки одного из колес.

Минусы:

  • главный недостаток в том, что часто механизм включает блокировку тогда когда это не нужно, что может ухудшить управляемость авто.

Подводя итог, нужно подчеркнуть важность блокировки дифференциала. В сложных дорожных ситуациях она просто необходима для обеспечения высокого уровня безопасности и управляемости. И жизненно важна, для прохождения сложных трасс, горных местностей, размытого бездорожья. А способность самоблокирующегося дифференциала к полной автоматизации всех процессов еще и поднимает уровень комфорта автовладельца.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...